Kỹ Thuật Nuôi, Tin tức

Ảnh Hưởng Của Nguồn Protein Đơn Bào Đến Tăng Trưởng Và Sức Khỏe Của Tôm Thẻ Chân Trắng

Cả 2 chế độ ăn protein Clostridium autoethanogenum và Chlorella sorokiniana đều thúc đẩy tăng trưởng và miễn dịch

Nghiên cứu này xem xét ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, khả năng miễn dịch không đặc hiệu, tiêu hóa đường ruột và hệ vi sinh vật của tôm thẻ L. vannamei được cho ăn khẩu phần thử nghiệm xây dựng bằng bột cá và protein đơn bào từ Chlorella sorokiniana (CHL) và Clostridium autoethanogenum protein (CAP) làm nguồn protein chính. Cả hai chế độ ăn CAP và CHL đều thúc đẩy tăng trưởng và miễn dịch ở tôm thẻ L. vannamei so với bột cá và cải thiện sự ổn định của hệ vi sinh vật đường ruột. Ảnh của Fernando Huerta.

Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các nguồn protein thực vật và động vật khác nhau có thể được sử dụng thay thế một phần bột cá trong khẩu phần ăn của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei). Các nhà nghiên cứu ngày càng quan tâm đến protein đơn bào (SCP) vì hàm lượng protein và axit amin dồi dào cũng như sự phong phú về các nucleotide, khoáng chất, vitamin và polysacarit miễn dịch.

SCP cũng được công nhận là nguồn protein tiềm năng để thay thế bột cá. Các protein vi tảo (MP) như Chlorella sorokiniana (CHL) và protein vi khuẩn (BP) như protein Clostridium autoethanogenum (CAP), đều là các nguồn SCP chất lượng cao. Do có nhiều ưu điểm, nên việc sử dụng CHL hoặc CAP để thay thế bột cá trong khẩu phần ăn đã được báo cáo ở nhiều loài thủy sản.

Bài viết này – được tóm tắt từ bài báo gốc (Yuan, H. và cộng sự 2023. So sánh ba nguồn protein được sử dụng cho tôm thẻ Litopenaeus vannamei kích cỡ trung bình: Ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, khả năng miễn dịch, hoạt động của enzyme tiêu hóa trong đường ruột và cấu trúc hệ vi sinh vật. Fishes 2023, 8(9), 449) – báo cáo về kết quả nghiên cứu đối với tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) được cho ăn ba chế độ ăn thử nghiệm, xây dựng lần lượt bằng bột cá, Chlorella sorokiniana và protein Clostridium autoethanogenum (CAP) làm nguồn protein chính.

Thiết lập nghiên cứu

Nghiên cứu này được thực hiện trong hệ thống nuôi trong nhà tại Công ty Zhanjiang Yuehai Aquatic Fry (Trạm Giang, Trung Quốc). Nghiên cứu được thực hiện để đánh giá tốc độ tăng trưởng, miễn dịch không đặc hiệu, tiêu hóa đường ruột và hệ vi sinh vật của tôm thẻ L. vannamei. Tôm với trọng lượng cơ thể ban đầu là 3,68±0,002g, được cho ăn với ba chế độ ăn thử nghiệm (isoproteic: 41,00%; isolipidic: 7,61%) trong 8 tuần. Khẩu phần được xây dựng bằng cách sử dụng bột cá, Chlorella sorokiniana (CHL) và protein Clostridium autoethanogenum (CAP) làm nguồn protein chính tương ứng.

Chế độ ăn đối chứng bao gồm bột cá là nguồn protein duy nhất, chứa 589 g/kg. Hai chế độ ăn thử nghiệm được xây dựng bằng cách sử dụng 492 g/kg CHL và 354 g/kg CAP làm nguồn protein duy nhất, với mức bổ sung bột cá là 150g/kg cho từng khẩu phần.

Tôm được thả ngẫu nhiên vào 9 bể bằng sợi thủy tinh dung tích 300L và được thích nghi với chế độ ăn thương mại trong một tuần trước khi thử nghiệm cho ăn bắt đầu. Tôm được cho ăn 3 chế độ ăn thử nghiệm (bột cá, CHL, CAP), với ba lần lặp lại cho mỗi nhóm. Tôm được cho ăn 4 lần/ngày và lượng thức ăn tiêu thụ được quan sát và ghi nhận.

Chế độ cho ăn ban đầu bao gồm 10% trọng lượng cơ thể tôm, các chế độ ăn tiếp theo được điều chỉnh dựa trên lượng thức ăn tiêu thụ của ngày hôm trước, cũng như các yếu tố về nhiệt độ nước và điều kiện thời tiết. Thử nghiệm cho ăn kéo dài 8 tuần và diễn ra dưới điều kiện ánh sáng tự nhiên. Nhiệt độ nước nuôi dao động trong khoảng từ 20-30°C, độ mặn từ 27-30 ppt. pH dao động trong khoảng 7,7-8, mức oxy hòa tan được duy trì ở mức trên 6 mg/L.

Để biết thông tin chi tiết về thiết kế thí nghiệm, cách nuôi dưỡng, chế độ ăn thử nghiệm, thu thập và phân tích dữ liệu, vui lòng tham khảo bài báo gốc.

Kết quả và thảo luận

Do SCP có nhiều đặc tính nổi trội, nên ngày càng có nhiều nghiên cứu tập trung vào ứng dụng tiềm năng của nó trong ngành thức ăn thủy sản. Kết quả của nghiên cứu hiện tại cho thấy rằng chế độ ăn CHL hoặc CAP làm tăng đáng kể hoạt động enzyme miễn dịch và giảm hàm lượng malondialdehyd (MDA; một dấu ấn sinh học được sử dụng thường xuyên về stress oxy hóa trong nhiều vấn đề sức khỏe) ở tôm thẻ L. vannamei, cho thấy rằng hiệu suất vượt trội của CHL và CAP cũng có thể áp dụng cho tôm thẻ L. vannamei.

Điều thú vị là nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng việc bổ sung CHL trong chế độ ăn có hiệu quả hơn đáng kể so với CAP trong việc cải thiện khả năng miễn dịch của tôm thẻ L. vannamei. Điều này có thể là do CHL có nhiều ưu điểm hơn, ví dụ như ngoài việc cung cấp chất dinh dưỡng, CHL còn có tác dụng kháng khuẩn, chống oxy hóa, tăng cường miễn dịch, cải thiện sức khỏe đường ruột và chống căng thẳng khi so sánh với CAP. Kết quả này đã được xác nhận thêm thông qua phân tích hệ vi sinh vật đường ruột trong nghiên cứu của chúng tôi.

Mức độ tiêu hóa và sử dụng thức ăn của sinh vật có thể được xác định bằng cách sử dụng mức độ hoạt động của các enzym tiêu hóa. Thông thường, hoạt động của enzyme tiêu hóa càng cao thì chế độ ăn được tận dụng càng tốt. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc thay thế bột cá bằng CHL và CAP làm tăng đáng kể hoạt động của enzyme tiêu hóa trong ruột của tôm thẻ chân trắng, trong đó CAP có hiệu quả cao hơn. Điều này phù hợp với những thay đổi quan sát được về hiệu suất tăng trưởng và nó tương tự như kết quả được báo cáo bởi các nhà nghiên cứu trước, rằng CHL và CAP trong chế độ ăn có thể có tác động tích cực đến sự phát triển của tôm thẻ L. vannamei bằng cách tăng hoạt động của enzyme tiêu hóa. Xét về mặt tăng trưởng, CAP trong chế độ ăn có lợi hơn so với CHL.

Nhiều nghiên cứu khác nhau đã chỉ ra rằng những thay đổi về nguồn protein trong chế độ ăn có thể có tác động đáng kể đến thành phần hệ vi sinh vật đường ruột ở tôm thẻ L. vannamei với nhiều cấp độ khác nhau. Nhìn chung, CHL trong chế độ ăn làm tăng đáng kể vi khuẩn có lợi liên quan đến miễn dịch và ức chế vi khuẩn gây bệnh trong ruột của tôm thẻ L. vannamei, trong khi CAP trong chế độ ăn chủ yếu làm tăng vi khuẩn có lợi liên quan đến sự tăng trưởng ở cấp độ ngành, họ và chi.

Trong nghiên cứu của chúng tôi, CHL trong chế độ ăn chủ yếu ảnh hưởng đến sự phong phú tương đối của vi khuẩn có lợi hoặc vi khuẩn gây bệnh liên quan đến miễn dịch (ví dụ: Firmicutes và Proteobacteria), trong khi CAP trong chế độ ăn chủ yếu làm tăng sự phong phú tương đối của vi khuẩn probiotic liên quan đến chức năng trao đổi chất (ví dụ: Firmicutes và Planctomycetes), tương tự như kết quả về sự tăng trưởng, hoạt động của enzyme tiêu hóa và hoạt động của enzyme liên quan đến miễn dịch. Những kết quả này ngụ ý rằng CHL và CAP có tiềm năng lớn lần lượt là nguồn protein chức năng giúp tăng cường miễn dịch và thúc đẩy tăng trưởng. Điều này được hỗ trợ thêm bởi sự biến đổi của vi khuẩn có lợi và vi khuẩn gây bệnh ở cấp độ họ và chi. Tóm lại, cả hai chế độ ăn CHL và CAP đều có tác dụng tăng cường rõ rệt đối với hệ vi sinh vật đường ruột của tôm thẻ L. vannamei.

Phần mềm dự đoán chức năng hệ vi sinh vật đường ruột của chúng tôi cho thấy 10 chức năng được giàu hóa đáng kể nhất chủ yếu liên quan đến chuyển hóa axit amin, chuyển hóa carbohydrate, chuyển hóa năng lượng và các con đường trao đổi chất khác, ngụ ý rằng sự khác biệt về nguồn protein trong chế độ ăn có thể ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và khả năng miễn dịch của tôm thẻ L. vannamei bằng cách thay đổi sự truyền tín hiệu trao đổi chất.

Ngoài ra, thực tế là sự phong phú về chức năng của việc truyền tín hiệu, khả năng vận động của tế bào và hệ thống miễn dịch ở nhóm CHL cao hơn đáng kể so với nhóm bột cá, điều này cho thấy rằng CHL trong chế độ ăn có thể điều chỉnh tích cực hệ thống miễn dịch của tôm thẻ L. vannamei bằng cách tác động đến sự biểu hiện của nhiều con đường truyền tín hiệu liên quan đến miễn dịch. Kết quả của nghiên cứu cũng phù hợp với những thay đổi trong hoạt động của enzyme liên quan đến miễn dịch và thành phần hệ vi sinh vật đường ruột.

Hầu hết các nhà nghiên cứu đều sử dụng các thông số thí nghiệm hấp dẫn hơn để chứng minh sự đóng góp từ những phát hiện của họ đối với ngành sản xuất thủy sản. Tuy nhiên, chúng tôi khẳng định trong quá trình sản xuất thực tế, tính bền vững (thân thiện với môi trường) và hiệu quả kinh tế mới là yếu tố quyết định rằng người nông dân có thể hoặc sẽ chọn sản phẩm hay không. Liên quan đến điều này, CHL và CAP dường như vượt trội hơn so với bột cá, và hầu hết các nguồn protein về tính bền vững đều do tính chất của quy trình sản xuất chúng (ít tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên và tiêu thụ chất thải công nghiệp của con người). Điều này cho phép chúng được sử dụng lâu dài trong sản xuất tôm thâm canh quy mô lớn. Mặc dù CHL và CAP có ưu điểm về tính bền vững, nhưng việc đánh giá hiệu suất kinh tế của chúng vẫn chưa rõ ràng do sự biến động đáng kể về giá của bột cá trong quá khứ.

CHL là một trong những vi tảo đầu tiên được thương mại hóa không chỉ nhờ hàm lượng protein và lipid cao, thành phần axit amin cân bằng, lượng chất chống oxy hóa dồi dào và chứa các chất chống căng thẳng miễn dịch như beta-1,3-glucan cùng các yếu tố thúc đẩy tăng trưởng, mà còn nhờ vào tính bền vững, khả năng sinh sôi và phát triển nhanh chóng ở nhiều điều kiện môi trường khác nhau, bao gồm cả nước ngọt, nước lợ và nước mặn.

CAP là sản phẩm thứ cấp được tạo ra trong quá trình sản xuất nhiên liệu ethanol thông qua quá trình lên men trong lĩnh vực luyện thép. Hàm lượng CAP thường chiếm hơn 72% sinh khối của C. autoethanogenum, thành phần axit amin của nó rất giống với bột cá và phần lớn không chứa các yếu tố kháng dinh dưỡng và amin sinh học. Ngoài ra, CAP rất giàu khoáng chất và vitamin, và toàn bộ trình tự bộ gen của C. autoethanogenum không cho thấy các gen độc hại.

Quan trọng hơn, cả CHL và CAP đều có tiềm năng “thân thiện với môi trường” hơn so với bột cá. Đặc biệt, CHL có thể hấp thụ chất dinh dưỡng và tạo ra các sản phẩm sinh học có giá trị một cách hiệu quả trong nhiều “dòng nước thải” khác nhau, bao gồm các vùng nước phú dưỡng, nước thải công nghiệp thực phẩm, nước thải nông nghiệp, nước thải công nghiệp và nước thải đô thị, nhờ khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng tuyệt vời của nó.

Tương tự, CAP tiêu thụ một lượng lớn carbon monoxide (CO) và carbon dioxide (CO2) trong quá trình sản xuất, được làm giàu hóa trong khí thải công nghiệp. Vì vậy, việc sản xuất CHL và CAP trên quy mô lớn thay vì bột cá có hai lợi ích lớn: một mặt thúc đẩy nuôi trồng thủy sản phát triển bền vững; mặt khác, nó bảo vệ môi trường tự nhiên và góp phần “trung hòa carbon” toàn cầu.

Việc tăng cường thực hiện nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng CHL và CAP làm chất thay thế cho bột cá sẽ góp phần làm tăng nhu cầu sử dụng chúng, từ đó góp phần cải tiến liên tục quy trình sản xuất CAP và CHL cũng như mở rộng quy mô sản xuất, cuối cùng sẽ nhắm đến mục đích giảm chi phí sản xuất một cách hiệu quả.

Quan điểm

Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc sử dụng CHL và CAP làm nguồn protein chính trong khẩu phần ăn đã thúc đẩy tăng trưởng, tăng khả năng miễn dịch và tiêu hóa, đồng thời cải thiện tính ổn định của hệ vi sinh vật đường ruột ở L. vannamei; Ngoài ra, chế độ ăn CHL và CAP có hiệu quả hơn trong việc tăng cường khả năng miễn dịch và tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng L. vannamei hơn so với bột cá.

Theo Shuang Zhang

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/effects-of-single-cell-protein-sources-on-pacific-white-shrimp-growth-health/

Biên dịch: Huyền Thoại – Bình Minh Capital

Xem thêm:

You cannot copy content of this page